高考物理江苏专用一轮复习课件第4章曲线运动万有引力与航天基础课时11

1、基础课时11万有引力与航天,知识梳理,椭圆,焦点,面积,半长轴,公转周期,行星,成正比,成反比,质点,两球心间,思考 观察下面图片，请回答：,(1)如果知道自己的重力，你能求出地球的质量吗？如果能，还需要知道哪些物理量？ (2)如何能测得地球的密度呢？,知识点三、环绕速度 1.第一宇宙速度又叫_。 2.第一宇宙速度是人造地球卫星在_绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。 3.第一宇宙速度是人造卫星的_速度，也是人造地球卫星的_速度。 4.第一宇宙速度的计算方法,环绕速度,地面附近,最大环绕,最小发射,思考 发射卫星，要有足够大的速度才行，请思考：,(1)不同星球的第一宇宙速度是否相同？如何计算第一

2、宇宙速度？ (2)把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？,知识点四、第二宇宙速度和第三宇宙速度 1.第二宇宙速度：v2_ km/s，使物体挣脱_引力束缚，永远离开地球的最小发射速度。 2.第三宇宙速度：v3_ km/s，使物体挣脱_引力束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。,11.2,地球,16.7,太阳,诊断自测,1.(2013江苏单科，1)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知() A.太阳位于木星运行轨道的中心 B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的

3、面积等于木星与太阳连线扫过的面积,解析火星和木星在各自的椭圆轨道上绕太阳运动，速度的大小不可能始终相等，因此B错；太阳在这些椭圆的一个焦点上，因此A错；在相同时间内，火星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，木星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，但这两个面积不相等，因此D错。本题答案为C。 答案C,答案CD,3.(多选)关于人造地球卫星的说法正确的是() A.卫星运行的轨道半径变大，其周期变小 B.同步卫星只能在距离地面一定高度的赤道上空运行 C.人造卫星在轨道上运行时处于完全失重状态 D.所有人造地球卫星的运行速度都大于第一宇宙速度,答案BC,4.(2015福建理综，14)如图1，若两颗

4、人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则(),图1,答案A,5.如图2所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是(),图2 A.线速度vAvBvC B.万有引力FAFBFC C.角速度ABC D.向心加速度aAaBaC,答案C,【例1】(多选)(2015新课标全国卷，21)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3

5、103 kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2。则此探测器() A.在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/s B.悬停时受到的反冲作用力约为2103 N C.从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒 D.在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度,答案BD,方法提炼 地球表面的物体运动规律的迁移应用 在地球上所有只在重力作用下的运动形式，如自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、斜抛运动等，其运动规律和研究方法同样适用于在其他星球表面的同类运动的分析，只是当地重力加速度取值不同而已。,【变式训练】 1.

6、有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的(忽略其自转影响)(),答案D,答案B,方法提炼 中心天体质量和密度常用的估算方法,【变式训练】 2.(多选)(2016山西大学附中月考)已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M(已知引力常量G)() A.地球绕太阳运行的周期T1及地球到太阳中心的距离R1 B.月球绕地球运动的周期T2及月球到地球中心的距离R2 C.地球绕太阳运行的速度v3及地球到太阳中心的距离R3 D.人造卫星在地面附近的运行速度v4和运行周期T4,答案BD,考点三卫星的运行规律 1.卫星的轨道 (1)赤道轨道：卫星

7、的轨道在赤道平面内，同步卫星就是其中的一种。 (2)极地轨道：卫星的轨道过南北两极，即在垂直于赤道的平面内，如极地气象卫星。 (3)其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道，且轨道平面一定通过地球的球心。,2.卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系(rR地h),3.同步卫星的六个“一定”,【例3】(2015四川理综，5)登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比(),A.火星的公转周期较小 B.火星做圆周运动的加速度较小 C.火星表面的重力加速度较大 D.火星的第一宇宙速度较大,答案B

8、,【变式训练】 3.(2014天津理综，3)研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比() A.距地面的高度变大 B.向心加速度变大 C.线速度变大 D.角速度变大,答案A,考点四多星模型,【例4】(2016江苏南通一模)2015年4月，科学家通过欧航局天文望远镜在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，如图3所示。这也是天文学家首次在正常星系中发现超大质量双黑洞。这对验证宇宙学与星系演化模型、广义相对论在极端条件下的适应性等都具有十分重要的意义。我国今年底也将发射全

9、球功能最强的暗物质探测卫星。若图中双黑洞的质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。根据所学知识，下列选项正确的是(),图3,A.双黑洞的角速度之比12M2M1 B.双黑洞的轨道半径之比r1r2M2M1 C.双黑洞的线速度之比v1v2M1M2 D.双黑洞的向心加速度之比a1a2M1M2,答案B,答案C,反思总结 解决双星、多星问题，紧抓四点： (1)双星或多星的特点、规律，确定系统的中心以及运动的轨道半径。 (2)星体的向心力由其他天体的万有引力的合力提供。 (3)星体的角速度相等。 (4)星体的轨道半径不是天体间的距离。要利用几何知识，寻找两者之间的关系，正确计算万

10、有引力和向心力。,【变式训练】 4.双星模型(多选)宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图4所示。若AOOB，则(),图4 A.星球A的质量一定大于星球B的质量 B.星球A的线速度一定大于星球B的线速度 C.双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大 D.双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大,答案BD,1.某人在一星球表面上以速度v0竖直上抛一物体，经过时间t后物体落回手中。已知星球半径为R，那么沿星球表面将物体抛出，要使物体不再落回星球表面，抛射速度至少为(),B,2.(2015重庆理综，2)宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为(),答案B,3.对于环绕地球做圆周运动的卫星来说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T关系作出如图5所示图象，则可求得地球质量为(已知引力常量为G)(),图5,答案A,4.(2015山东理综，15)如图6，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物